DE809673C

DE809673C - System for radiographic direction determination during navigation

Info

Publication number: DE809673C
Application number: DEP25628D
Authority: DE
Inventors: Joseph Aicardi; Leon Rubin
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1942-01-22
Filing date: 1948-12-21
Publication date: 1951-08-02
Also published as: FR947100A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur radiographischen Richtungsbestimmung bei der Navigation. Das System weist erfindungsgemäß ein Sendesystem auf, von dem ein Trägerwellensignal und ein aus letzterem durch Modulation mit Trägerwellenunterdrückung erhaltenes Seitenbandsignal derart ausgesandt werden, daß zwischen beiden Signalen eine azimuthabhängige Phasenverschiebung auftritt; außerdem besitzt das System einen Empfänger mit Mitteln zur Amplituden- und Phasendetektion der empfangenen Signale und mit Mitteln zum Vergleichen der Amplituden der durch Detektion erhaltenen Modulationsspannungen. The invention relates to a system for radiographic direction determination in navigation. According to the invention, the system has a transmission system from which a carrier wave signal and a sideband signal obtained from the latter by modulation with carrier wave suppression such are sent out that an azimuth-dependent phase shift occurs between the two signals; the system also has a receiver with means for amplitude and phase detection received signals and with means for comparing the amplitudes of the modulation voltages obtained by detection.

Die azimuthabhängige Phasenverschiebung wird vorzugsweise dadurch erhalten, daß Trägerwellen- und Seitenbandsignale von besonderen Punkten ausgesandt werden.The azimuth-dependent phase shift is preferably obtained in that carrier wave and Sideband signals are sent out from particular points.

Das Festlegen einer bestimmten Kurslinie kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß das Trägerwellensignal im Rhythmus von Komplementärzeichen vorzugsweise ungleicher Dauer schwach in Amplitude moduliert wird.The establishment of a specific course line can advantageously take place in that the carrier wave signal in the rhythm of complementary signs, preferably of unequal duration, weak in amplitude is modulated.

Zur Detektion der phasen- und amplitudenmodulierten Signale auf der Empfangsseite werden die beiden Seitenbänder der empfangenen Schwingungen vorzugsweise getrennt und dann addiert, einmal mit gleichen Zeichen und das andere Mal mit entgegengesetzten Zeichen, zur Erhaltung von amplitudenmodulierten Signalen, deren Amplitudenmodulationen der Amplituden- bzw. Phasenmodulation der empfangenen Signale proportional sind.To detect the phase- and amplitude-modulated signals on the receiving side, the both sidebands of the received vibrations are preferably separated and then added, once with same sign and the other time with opposite signs, to preserve amplitude-modulated Signals whose amplitude modulation is the same as the amplitude or phase modulation of the received Signals are proportional.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in derThe invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which

Fig. ι ein Sendesystem gemäß der Erfindung darstellt;Fig. Ι shows a transmission system according to the invention;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des in Fig. ι dargestellten Sendesystems;FIG. 2 shows a diagram to explain the transmission system shown in FIG.

Fig. 3 stellt schematisch einen Empfänger gemäß der Erfindung dar, undFig. 3 shows schematically a receiver according to of the invention, and

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines Empfängers.4 shows a further possible embodiment of a receiver.

Das in Fig. ι dargestellte Sendesystem hat zwei Antennen ι und 2, die in einem Abstand!) voneinander entfernt sind. Die Antenne ι wird von einemThe transmission system shown in Fig. Ι has two antennas ι and 2, which are at a distance!) From each other are away. The antenna ι is from a

ίο Trägerwellensignal mit der Kreisfrequenz W gespeist, während die Antenne 2 in ähnlicher Weise von einem aus diesem Signal durch Trägerwellenunterdrückung erhaltenen Seitenbandsignal mit der Modulationsfrequenz u gespeist wird. ίο fed carrier wave signal with the angular frequency W , while the antenna 2 is fed in a similar manner by a sideband signal obtained from this signal by carrier wave suppression with the modulation frequency u .

In Fig. 2 stellt OA die Größe der Trägerwelle in einem Punkt M dar, während sich in entgegengesetzten Richtungen mit einer Winkelgeschwindigkeit u drehende Vektoren AB₁ und AB₂ die Seitenbandschwingungen mit den Kreisfrequenzen W — w undIn FIG. 2, OA represents the size of the carrier wave at a point M , while vectors AB ₁ and AB ₂ rotating in opposite directions at an angular velocity u, the sideband oscillations with the circular frequencies W - w and

ao W + w darstellen. Die zwei letztgenannten Vektoren fallen in die gleiche Richtung, die mit dem Vektor OA einen vom Azimuth θ abhängigen Winkel φ bildet.ao W + w represent. The two last-mentioned vectors fall in the same direction, which forms an angle φ dependent on the azimuth θ with the vector OA.

Durch Zerlegung der Vektoren AB₁ und AB₂ inBy decomposing the vectors AB ₁ and AB ₂ into

die Richtung OA und die senkrecht darauf stehendethe direction OA and the one perpendicular to it

»5 Richtung werden die Vektoren A C₁, A C₂ und A B₁, A B₂ erhalten, die in erster Instanz die Amplitudenbzw. Phasenänderungen der sich mit der Kreisfrequenz μ ändernden Trägerwelle OA darstellen. Es sei im Zusammenhang damit bemerkt, daß die Vektoren AD₁ und AD₂ gleichfalls eine Amplitudenänderung mit der Kreisfrequenz 2« der Trägerwelle herbeiführen, die bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung von geringer Wichtigkeit ist und daher nicht weiter berücksichtigt wird. Dadurch, daß im Empfänger Mittel zum Vergleichen der Amplituden und Phasenänderungen der Trägerwellenschwingung angewendet werden, die, wie aus dem Vorstehenden unmittelbar ersichtlich ist, proportional zu AB cos φ bzw. A B sin φ sind, ist es möglich, den Winkel φ und somit die Azimuthrichtung θ festzulegen; denn für ein Sendesystem der in Fig. 1 dargestellten Art ist φ = τIn the 5 direction, the vectors AC ₁ , AC ₂ and AB ₁ , AB ₂ are obtained. Represent phase changes of the carrier wave OA , which changes with the angular frequency μ. It should be noted in connection with this that the vectors AD ₁ and AD ₂ also bring about a change in amplitude with the angular frequency 2 "of the carrier wave, which is of little importance in the device according to the invention and is therefore not taken into account any further. Because means for comparing the amplitudes and phase changes of the carrier wave oscillation are used in the receiver, which, as can be seen directly from the above, are proportional to AB cos φ and AB sin φ , it is possible to determine the angle φ and thus the azimuth direction to set θ; because for a transmission system of the type shown in FIG. 1, φ = τ

-\ cos 0, wobei τ die Phasenverschiebung zwischen - \ cos 0, where τ is the phase shift between

dem von der Antenne 1 ausgesandten Trägerwellensignal und der unterdrückten Trägerwelle des von der Antenne 2 ausgesandten Seitenbandsignals darstellt.the carrier wave signal emitted by the antenna 1 and the suppressed carrier wave of the sideband signal transmitted from the antenna 2.

Jedes andere Sendesystem, das eine azimuth-Any other broadcast system that has an azimuth

abhängige Phasenverschiebung zwischen Trägerwellen- und Seitenbandsignal herbeiführt, kann bei einem System gemäß der Erfindung Anwendung finden. Als Beispiel kann noch ein Sendesystem erwähnt werden, das vier in Winkelpunkten eines Vierecks angeordnete senkrechte Antennen, die durch jeweils um 90 ° phasenverschobene Ströme gespeist werden, sowie eine im Mittelpunkt des Vierecks liegende Antenne aufweist.dependent phase shift between the carrier wave and sideband signal brings about, can with a Find system according to the invention application. A transmission system can also be mentioned as an example, the four vertical antennas arranged in angular points of a square, each through 90 ° phase-shifted currents are fed, as well as an antenna located in the center of the square having.

Die azimuthabhängige Phasenverschiebung φ wird auf der Empfangsseite durch die Amplituden- und Phasendetektion der empfangenen Signale und durch Mittel zum Vergleichen der Amplituden der durch Detektion erhaltenen Modulationsspannungen bestimmt. Dies kann in bekannter Weise erfolgen und bedarf keiner weiteren Erläuterung.The azimuth-dependent phase shift φ is determined on the receiving side by the amplitude and phase detection of the received signals and by means for comparing the amplitudes of the modulation voltages obtained by detection. This can be done in a known manner and does not require any further explanation.

Fig. 3 zeigt eine einfachere Ausführungsform der obenerwähnten Empfangsvorrichtung. Die Vereinfachung besteht darin, daß der Phasen- bzw. Amplitudendetektor entbehrt werden kann. Die in einer Antenne 3 empfangenen Signale werden über eine Empfang'skaskade 4, die einen Hochfrequenzverstärker und eine Mischstufe aufweist, einer Filtervorrichtung 5, 5' zugeführt, deren Filter 5 nur das eine und deren Filter 5' das andere Seitenbandsignal durchläßt. Diese Schwingungen werden einerseits additiv und andererseits subtraktiv in Spulen 6, 6' und 7, 7' zusammengefügt. Die den Spulen 6, 6' bzw. 7, 7' entnommenen Schwingungen werden einerseits unmittelbar und andererseits über ein um 90 ° phasendrehendes Netzwerk 8 den festen Spulen 9 bzw. 10 eines Drehspulengoniometers zugeführt. Die bewegliche Spule 11 des Drehspulengoniometers ist über einen Detektor 12 mit einer Wiedergabevorrichtung 13 verbunden..Wird nun die bewegliche Spule 11 derart gedreht, daß die in ihr induzierte Spannung Null ist, so gibt ihre Lage in bezug auf die Spule 10 den Azimuthwinkel φ an.Fig. 3 shows a simpler embodiment of the above-mentioned receiving device. The simplification is that the phase or amplitude detector can be dispensed with. The signals received in an antenna 3 are fed via a receiving cascade 4, which has a high frequency amplifier and a mixer, to a filter device 5, 5 ', the filter 5 of which allows only one sideband signal and the filter 5' of the other. These vibrations are added together on the one hand additively and on the other hand subtractively in coils 6, 6 'and 7, 7'. The vibrations taken from the coils 6, 6 'and 7, 7' are fed directly to the fixed coils 9 and 10 of a moving coil goniometer, on the one hand, directly and, on the other hand, via a 90 ° phase-rotating network 8. The moving coil 11 of the moving coil goniometer is connected to a display device 13 via a detector 12. If the moving coil 11 is now rotated in such a way that the voltage induced in it is zero, its position in relation to the coil 10 indicates the azimuth angle φ .

Die Wirkung der oben angegebenen Vorrichtung kann folgendermaßen erläutert werden: In den Spulen 6, 6' bzw. 7, 7' treten Schwingungen auf, deren Amplituden proportional zu cos φ bzw. sin φ sind. Somit wird in der beweglichen Spule, die einen Winkel ς mit der senkrechten Spule bildet, eine go Spannung erzeugt, die proportional zu cos φ sin ς — sin φ cos ς = sin (φ — ς) ist. Diese Spannung wird Null wenn ψ = ς. Es ist dabei noch zu bemerken, daß die Amplitudenmodulation der der Spule 10 zugeführten Schwingungen der Phasenmodulation der empfangenen Schwingungen proportional ist.The effect of the above device can be explained as follows: In the coils 6, 6 'and 7, 7', vibrations occur, the amplitudes of which are proportional to cos φ and sin φ . Thus, in the moving coil, which forms an angle ς with the vertical coil, a voltage is generated which is proportional to cos φ sin ς - sin φ cos ς = sin (φ - ς) . This voltage becomes zero when ψ = ς. It should also be noted that the amplitude modulation of the vibrations fed to the coil 10 is proportional to the phase modulation of the vibrations received.

Eine Vorrichtung dieser Art eignet sich zum Festlegen einer bestimmten Kurslinie. Es ist zu diesem Zweck erforderlich, daß die Drehspule in einer Richtung ψ — ς festgehalten wird; durch Bewegung des Empfängers ist dafür zu sorgen, daß die in der beweglichen Spule 11 induzierte Spannung Null ist.A device of this type is suitable for setting a specific course line. For this purpose it is necessary that the moving coil is held in a direction ψ - ς ; by moving the receiver it must be ensured that the voltage induced in the movable coil 11 is zero.

Es ist auch möglich, eine Kurslinie der bei Komplementärmethoden üblichen Type dadurch festzulegen, daß das Trägerwellensignal im Rhythmus vom Kornplementärzeichen, vorzugsweise ungleicher Dauer, schwach in der Amplitude moduliert wird. Wenn sich dann der Empfänger in der Kurslinie befindet, wird ein Ton gleichbleibender Intensität wahrgenommen.It is also possible to set a course line of the type common in complementary methods by that the carrier wave signal is in the rhythm of the complementary signal, preferably of unequal duration, is weakly modulated in amplitude. Then when the receiver is in the course line, will a tone of constant intensity is perceived.

Eine weitere Empfangsvorrichtung, bei der ein Phasendetektor entbehrt werden kann, ist in Fig. 4 dargestellt.Another receiving device in which a phase detector can be dispensed with is shown in FIG. 4 shown.

Das einem Transformator 14 entnommene Trägerwellensignal und das Seitenbandsignal werden über ein phasendrehendes Netzwerk, das aus einem auf die Trägerwellenfrequenz abgestimmten, selektiven Filter 15, z.B. einem Kristallfilter und einem Kondensator 16 besteht, einem Amplitudendetektor zugeführt. Das dargestellte phasendrehende Netzwerk besitzt die Eigenschaft, nur die Trägerwellenschwingung in der Phase zu verschieben, während die Phasen der Seitenbandfrequenzen ungeändert bleiben bzw. umgekehrt werden. Dies läßt sich sofort erkennen, da sich das Filter 2 in bezug auf die Trägerwellenfrequenz wie ein Widerstand und in bezug auf die Seitenbandfrequenzen wie eine Reaktanz benimmt. Durch Änderung desThe carrier wave signal taken from a transformer 14 and the sideband signal are transmitted via a phase-shifting network consisting of a Carrier wave frequency matched selective filter 15, e.g. a crystal filter and a capacitor 16 is fed to an amplitude detector. The phase-shifting network shown has the Property of shifting only the carrier wave oscillation in phase, while the phases of the sideband frequencies remain unchanged or be reversed. This can be seen immediately because the Filter 2 with respect to the carrier wave frequency like a resistor and with respect to the sideband frequencies behaves like a reactance. By changing the

Kondensators i6 kann somit erreicht werden, daß die Amplitudenänderungen des Trägerwellensignals verschwinden, wodurch der Phasenwinkel ψ und somit der Azimuthwinkel 0 festgelegt werden.Capacitor i6 can thus be achieved that the amplitude changes of the carrier wave signal disappear, whereby the phase angle ψ and thus the azimuth angle 0 are fixed.

Claims

Patent claims:

i. System for radiographic direction determination, which is a transmission system from which a Carrier wave signal and one obtained from the latter by modulation with carrier wave suppression Sideband signal are sent out in such a way that between the two signals an azimuth-dependent Phase shift occurs, and has a receiver with means for amplitude and phase detection of the received signals and means for comparing the amplitudes of the modulation voltages obtained by detection.

2. System according to claim i, characterized in that the carrier waves and sideband so signals are sent from special points.

3. System according to claims 1 or 2, thereby characterized in that the carrier wave signal in the rhythm of complementary characters, preferably unequal duration, weak in amplitude »5 tude is modulated.

4. System according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the two Seitenbärider of the received vibrations in the receiver separated and then added, once with the same characters and the other time with opposite characters Character for the preservation of amplitude-modulated signals, their amplitude modulations are proportional to the amplitude or phase modulation of the received signals.

1 sheet of drawings

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